De acordo com a tabela abaixo responda quais dos elementos você esperaria formar com o Cobre: Solução sólida intersticial. Justifique.
Element |
|
Crystal <br> Structure |
|
Valence |
---|---|---|---|---|
Cu | FCC |
|
||
c | -44 | |||
H | -64 | |||
o | -53 | |||
Ag | +13 | FCC | 0 |
|
Al | +12 | FCC | -0.4 |
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Co | -2 | HCP | -0.1 |
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Cr | -2 | BCC | -0.3 |
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Fe | -3 | BCC | -0.1 |
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Ni | -3 | FCC | -0.1 |
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Pd | +8 | FCC | +0.3 |
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Pt | +9 | FCC | +0.3 |
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Zn | +4 | HCP | -0.3 |
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Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para identificarmos quais elementos da tabela podem formar uma solução sólida intersticial com o cobre. Isso envolve entender um pouco de estrutura cristalina e como os átomos se encaixam no metal. Para resolver isso, vamos precisar analisar o tamanho dos átomos (ΔR%), a estrutura cristalina do cobre e dos outros elementos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é uma solução sólida intersticial. Nesse tipo de solução, átomos menores se encaixam nos espaços (interstícios) entre os átomos do metal host, que no caso é o cobre. Para isso, o tamanho dos átomos do elemento adicionante deve ser significativamente menor que o do cobre.
Passo 3
A tabela nos dá o valor de ΔR%, que indica a variação percentual no raio atômico. Geralmente, para uma solução sólida intersticial, essa variação deve ser de até cerca de 15% menor que o metal host. Vamos analisar os elementos com ΔR% negativo e verificar se estão dentro desse intervalo.
Passo 4
Observando a tabela:
- C: ΔR% = -44%
- H: ΔR% = -64%
- O: ΔR% = -53%
- Co: ΔR% = -2%
- Cr: ΔR% = -2%
- Fe: ΔR% = -3%
- Ni: ΔR% = -3%
- Zn: ΔR% = +4% (não é negativo, então descartamos)
Dos elementos com ΔR% negativo, C, H e O têm variações muito grandes, menores que 15%, mas precisamos considerar a estrutura cristalina também.
Passo 5
O cobre tem estrutura FCC (Face-Centered Cubic). Para que um elemento forme uma solução sólida intersticial com o cobre, ele também deve ter uma estrutura que permita encaixar nos interstícios, geralmente FCC ou estruturas que se acomodem bem na FCC do cobre.
Passo 6
Analisando a estrutura dos candidatos:
- C: Não possui uma estrutura metálica típica que se encaixe facilmente no FCC do cobre.
- H: É um gás à temperatura ambiente, difícil de incluir em estrutura sólida.
- O: Também é um gás à temperatura ambiente, não formando soluções sólidas com cobre.
- Co, Cr, Fe, Ni: Têm estruturas metálicas compatíveis, mas suas ΔR% são muito pequenas (-2% a -3%), indicando que eles são quase do mesmo tamanho que o cobre, o que é mais adequado para soluções sólidas de substituição, não intersticiais.
Passo 7
Portanto, nenhum dos elementos listados com ΔR% adequado para formar soluções sólidas intersticiais com o cobre realmente atende aos critérios quando consideramos juntos o tamanho e a estrutura cristalina.
Resposta
Nenhum dos elementos listados forma uma solução sólida intersticial com o cobre.